Соларни алеи и тротоари, генериращи електричество

Всекидневно вървим по тротоари, площади и алеи, които само на пръв поглед изглеждат просто настилки – в действителност те крият огромен неизползван потенциал. В ерата на възобновяемите източници и умните градове, слънчевата енергия може да се добива не само от покривите, но и от самата земя под краката ни. Какво ще стане, ако паветата започнат да работят вместо да се нажежават през горещите слънчеви дни? Ново поколение фотоволтаични паважи се стремят да преобразят градските пространства, превръщайки всяка крачка в принос към по-зелено бъдеще и редица производители започват да разработват точно такива слънчеви настилки.

Текст: списание Инфрабилд

Наричат ги соларни паважи. Идеята е да наподобяват плочки за тротоари и площади и с тях да се покриват наземните участъци, по които ежедневно крачим. Те постоянно или почти постоянно се огряват от слънцето. Защо този потенциал да не бъде оползотворен? Свикнали сме фотоволтаиците да блестят по покриви и поля, дори над земеделски градини. Но ето, че те могат да работят по тротоари, площади, крайморски алеи, тераси, пространства за събития и др. Така въпросните зони се превръщат от пасивни площи, по които се върви, в ефективни повърхности, генериращи електроенергия.

Соларните паважи са съвременна комбинация между архитектура и зелени технологии. Те вграждат фотоволтаичната технология в градската тъкан, в нашите обществени пространства, превръщайки обикновените настилки в необикновени производители на енергия. За да можем да ходим върху тях, те са значително по-здрави, отколкото обикновените фотоволтаични панели. Понасят валежи и студ, но няма да се подхлъзнем на тях, защото повърхността им е грапава.

Издръжливи и устойчиви на тежест

Паважните панели за генериране на енергия могат да понасят доста тежест. Фаворитите на пазара се справят с товар от 300-400кг. Плоскостите могат да понесат дори известно „настъпване“ от автомобилни гуми.
Издръжливостта на тежести е най-голямото предизвикателство за соларните паважи. Макар че в последните години се вдигна доста шум около соларните пътища, фотоволтаичната технология не успя да се позиционира добре по улици и магистрали именно защото се оказа, че панелите не успяват да устоят на честото натискане от колелетата на тежките превозни средства. Но същата технология изглежда е в състояние да понесе относително по-лекото тегло на ходещите отгоре човеци.

Не само тежестта е фактор. Панелите за вграждане в тротоарни настилки имат защита срещу прах и влага от клас IP68. Те не се „впечатляват“ от запрашаване и обилно мокрене. Производителите настояват, че соларните им паважи не ще пострадат дори при проливен дъжд.
Фотоволтаичните плоскости за вграждане в тротоарите са покрити с изключително прозрачно закалено стъкло с дебелина около 8 или 10 милиметра. Обичайно то е с покритие, преминало през пясъкоструйна обработка, за да е грапаво – против подхлъзване. Рамката на всяка соларна тротоарна плоча може да е изработена от метал, например анодизирана алуминиева сплав, или пък, в някои случаи, от рециклирана пластмаса, която е допълнително заякчена.

Всичко това звучи добре, но все пак производителите са пестеливи на думи, когато става дума за гаранциите им. Оскъдната информация по този въпрос дава основания да очакваме около 8-10 години гаранция.

Размери и ефективност

Соларният паваж може относително лесно да се вгради в пешеходна настилка, тъй като соларните клетки са комплектовани в маломерни слънчеви панели, подобни на тротоарни плочи. Размерът може да бъде от порядъка на 40х40см или 45х45см, или 45 на 100см, срещат се и 80х80см. Теглото е от около 5 килогара (за размер 45х45) докъм 15 килограма при най-големите плочи. Разнообразието от размери позволява относително лесно да се извадят няколко реда обикновени паважни плочи и на тяхно място да се втъкнат соларните им „колеги“.

Ефективността варира в диапазона 17-18 докъм 20 процента. Все пак има и производители, които твърдят, че най-новото им поколение соларен паваж постига 23,3%. Енергията, която можем да очакваме в слънчев ден, се движи около 115-130 вата на квадратен метър соларен паваж.

Първи инсталации

Някои от вече известните производители на фотоволтаични наземни настилки са млади фирми, базирани в Унгария, Турция, Испания, Дубай, Катар.
През 2021 година Барселона се похвали с първата фотоволтаична настилка в Испания като емблема на стремежа на града да стане въглеродно неутрален до 2050г. Петдесет квадратни метра противохлъзгащи слънчеви панели бяха инсталирани в малък парк в района Глория, обещавайки да генерират 7560kWh годишно.

Една от най-впечатляващите демонстрации на соларен паваж се случи малко след това: по време на Световното първенство по футбол в Катар през 2022г. Соларните панели, по които можеше да се ходи, бяха разработени от местен стартъп, финансиран с цел насърчаване на иновациите. Панелите бяха поставени пред билетния център на стадион „Ал Тумама“. Инсталацията бе с площ около 50кв.м. Според финансиращата организация от Катар, количеството енергия, което може да се генерира от въпросните плочки, монтирани при стадиона, би било достатъчно, за да захранва апартамент с три спални, включително всички комунални услуги, като климатик, осветление и хладилници.

По-късно, през 2023 година, соларна алея от фотоволтаичен паваж се появи в университета Джордж Вашингтон в САЩ. Демонстрационната алея бе с малка площ, малко над 10кв.м. Тя бе изградена в границите на научно-технологичния кампус на университета в щата Вирджиния. Пак през 2023г. в град Грьонинген в Нидерландия бе открита 400кв.м. площадка със соларен паваж. Според представители на общината, инсталацията е способна да генерира 53,000kWh електричество годишно. Общо 2544 панела бяха вградени в настилката, всеки от които съдържа 4 соларни клетки и обвивка от рециклирана пластмаса. През пролетта на същата година демонстрационен соларен паваж се появи и в Дубай. Страните от GCC се радват на изобилно слънцегреене и този потенциал непременно трябва да бъде впрегнат в полезна работа, заявиха тогава местните власти (GCC – Gulf Cooperation Council – обединение на Бахрейн, Кувейт, Оман, Катар, Саудитска Арабия и ОАЕ).

Но всъщност най-ранните инсталации на соларни паважи се случиха доста по-отдавна. Първата бе направена още през 2017г. в Будапеща, Унгария. Иновативната местна фирма, разработила плочките, се отличава с това, че набляга на използването на рециклирана пластмаса за корпуса на всяка фотоволтаична „плочка“. Почти по същото време тя се прочу и със соларния паваж, който инсталира пред голям търговски център в Астана, Казахстан.
Според създателите на фотоволтаичните паважи, възвръщаемостта на инвестициите за подобна система може да бъде само пет години – в зависимост от местоположението и употребата.

Ползи от соларните паважи

Без съмнение пространствената ефективност е една от големите ползи от въвеждането на соларните настилки. Този вид слънчеви панели се монтират на тротоари, площади, пристанищни зони и крайморски алеи, паркови пространства, открити тераси. Двойното използване на земята позволява генериране на енергия, без да се отделя допълнителна земя за изграждането на слънчеви масиви. В градската среда, където и без друго пространството е ограничено, PV паважите дават възможност за производството на слънчева електроенергия, без да се отнема от зелените територии.

В същото време тези настилки могат да се интегрират визуално с обкръжаващата градска среда. Дизайнът им позволява да се вписват красиво в паркове, пешеходни зони, площи за събития, дори велосипедни алеи. С елегантната си черна повърхност соларните паважи допринасят естетически за приятния градски дизайн. Някои производители разработват и нюансирани соларни паважи с отенъци в различни, относително тъмни цветове.

Важна функция е, че фотоволтаичните паважи създават обществена осведоменост и ангажираност. Те правят технологията по-видима, по-близка. Показват как тя може да се интегрира в ежедневието и да е част от вече съществуващата градска среда. Така неусетно повишават и доверието към технологията.
Соларните паважи могат да захранват части от обществената електрическа инфраструктура –например алейното осветление, някои пътни знаци, камери за видеонаблюдение. Хубавото е, че могат да осигурят захранване дори там, където изобщо няма съществуваща електропреносна мрежа.

Елемент от умния град на бъдещето

Соларни паважи биха могли да бъдат надграждани с интелигентни технологии и решения от типа Internet of Things (IoT), превръщайки се не само в енергийно ефективни настилки, но и в активни елементи на умната градска инфраструктура. В редица нови разработки се залагат сензори, които регистрират данни за температура, влажност, натоварване от преминаващи хора, наличие на вода или лед и дори степен на замърсяване. Тези сензорни системи позволяват непрекъснат мониторинг на средата и създават възможности за адаптивно управление на осветлението, предупреждения при заледяване, сигнализация при необичайна активност и оптимизирана поддръжка на настилките. Освен това, някои модели разполагат със системи за съхранение на енергия, които улавят произведената електроенергия през деня и я освобождават при нужда – например вечер, когато осветлението трябва да се включи.

Други решения интегрират подгряващи елементи, които автоматично се активират при спад на температурите, като така предотвратяват образуването на лед и осигуряват безопасност през зимните месеци. Налични са и конструкции с LED модули, които позволяват динамично маркиране на пешеходни пътеки, велосипедни алеи или зони с променлива организация. В някои концепции вече се експериментира и с възможност за безжично зареждане на електрически превозни средства, велосипеди и мобилни устройства, което разширява функционалността на фотоволтаичната настилка отвъд простото генериране на ток. Всички тези технологични нововъведения превръщат соларните паважи в стратегически компонент от градската дигитална трансформация, в която инфраструктурата не просто пасивно съществува, а активно комуникира, реагира и участва в създаването на по-интелигентна, устойчива и безопасна среда за обитаване.